Field II: Matlab声场仿真软件使用教程

Field II是一款由丹麦理工大学Jorgen Arendt Jenson开发的MatLab声场仿真软件工具，主要用于超声波技术的研究和开发。它基于线性声学原理，能够模拟超声探头发射和接收的声场，包括脉冲发射、回波以及连续波工作模式。Field II支持模拟各种不同类型的超声换能器，并能进行动态聚焦和变迹操作，适用于各种超声成像系统的仿真，包括最新的合成孔径成像技术。 使用Field II时，首先需要将软件包解压缩到指定文件夹，并在MatLab环境中设置工作路径为Field II的根目录。然后通过输入`field_init`命令来初始化软件。Field II的函数命令分为四类：通用命令、换能器命令、阵元控制命令和声场计算命令。换能器命令以`xdc_`开头，如`xdc_apodization`用于创建换能器孔径的变迹时间线；阵元控制命令以`ele_`开头，如`ele_baffle`用于设置孔径的背衬条件；声场计算命令以`calc_`开头，例如`calc_pressure`用于计算声压分布。 通用命令包括： - `field_debug`：调试初始化 - `field_end`：终止Field II软件系统并释放内存 - `field_guide`：显示Field II用户手册 - `field_info`：显示软件系统信息 - `field_init`：初始化Field II软件系统 - `set_sampling`：设置系统采样频率 - `set_field`：设置仿真参数 换能器命令示例： - `xdc_apodization`：定义孔径变迹 - `xdc_baffle`：设置背衬条件 - `xdc_center_focus`：设定动态聚焦线起点 - `xdc_concave`：定义凹型孔径 - `xdc_convert`：将矩形描述转换为三角形描述 - `xdc_convex_array`：创建凸型阵列换能器 - `xdc_convex_focused_array`：创建垂直聚焦的凸型阵列 这些命令允许用户精细控制超声换能器的特性，包括其形状、聚焦能力、孔径大小和接收信号处理等。 阵元控制命令和声场计算命令则进一步帮助用户实现特定的声场行为和计算。例如，通过阵元控制命令可以调整阵列中各个单元的发射和接收特性，而声场计算命令则用于计算和分析由此产生的声场效果。 Field II提供了一个强大的平台，使得研究人员和工程师能够在实际实验之前对超声系统进行详尽的仿真，优化设计，减少实验成本，提高超声成像技术的性能和精度。通过熟练掌握和运用Field II，可以深入理解超声波传播、聚焦、成像等复杂现象，推动超声医学技术的发展。